C@Fe3O4磁性微孔球的制备及性能研究

利用活性炭良好的吸附性能,在低温碳化的基础上碳球液态造孔剂制备C@Fe3O4磁性微孔球,在磁性碳球表面形成大量微孔结构,磁性Fe3O4核心也能起到快速分离的特点.通过制备C@Fe3O4复合材料并对其形貌性能进行分析研究,C@Fe3O4磁性微孔球复合材料对于水中重金属离子及芳香烃分子的吸附性能较好,可在污水净化处理中得以应用.     

二氧化锰含量对活性炭电极电化学性能的影响

本文采用液相法、热分解MnCO₃法以及电解沉积法制备不同二氧化锰粉末,并将其与活性炭复合,应用于水系超级电容器. 使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）技术对材料形貌进行表征. 使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试. 实验数据表明,α-MnO₂（质量分数70%）掺杂活性炭电极的最大比容量为151 F•g^-1,β-MnO₂（质量分数60%）掺杂活性炭电极的最大比容量为172F•g^-1,γ-MnO₂（质量分数50%）掺杂活性炭电极的最大比容量为141F•g^-1,但二氧化锰粉末对电极内阻的影响呈无规律性.     

硫化氢对活性炭脱除单质汞的影响

H₂S是煤气中的含硫成分,活性炭能否催化氧化煤气中的H₂S形成活性硫,以促进H₂S和Hg⁰的协同脱除是值得研究的。 本文首先通过程序升温脱附和热力学分析了低温情况下H₂S对活性炭脱除Hg⁰的影响。 在较低吸附温度130 ℃下,H₂S不仅不能作为硫源,还使活性炭对Hg⁰的吸附显著减弱,这主要是由于H₂S对活性炭表面的吸附氧的消耗以及H₂S对含氧官能团的氧的取代反应造成的。 在此基础上,进一步研究了高温下H₂S对活性炭的影响,高温也不能使活性炭有效渗入单质硫。 所以无论低温还是高温情况下,利用H₂S作为硫源使Hg⁰以HgS的形式脱除并不是活性炭脱汞的可行手段。 本文揭示了较宽的温度范围内H₂S对单纯的活性炭脱除Hg⁰的影响机理,能为用于煤气脱汞的活性炭的设计以及作为负载时机理研究提供支持作用。     

活性炭吸附分离-气相色谱-质谱法测定室内空气中二硫化碳的含量

移取2μL二硫化碳标准储备溶液(二硫化碳的绝对质量小于4μg)于动态稀释仪中,在选定的最佳条件下(吹扫流量为1 000mL·min-1,吹扫时间为10min)操作。仪器的出气口与活性炭吸附管连接,使空气中的二硫化碳被活性炭吸附。吹扫时间结束时,取下吸附管,移置于全自动热脱附仪中,按仪器工作条件操作,使二硫化碳解吸并引入气相色谱仪,在DB-5色谱柱(60m×0.25mm,0.25μm)上按程序升温(温度区间为50～250℃)模式进行分离,按设定条件用质谱法测定二硫化碳的含量。用二硫化碳标准溶液系列绘制标准曲线,其线性范围在0.010～2.0mg·L~(-1)之间,检出限(3s)为0.007μg。当采集体积为10L时,其检出限为0.7μg·m-3。用标准加入法进行回收试验,测得回收率在105%～110%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)均小于4%。为检测吸附管中二硫化碳的稳定保持时间,取2μL二硫化碳标准储备溶液9份,分别按上述条件吹扫,并吸附于9个吸附管中,在不同的时间测定其二硫化碳的含量。结果表明,吸附管中二硫化碳至少可保存72h,在室温(23℃)和低温(-18℃)条件下,保存的吸附管中二硫化碳的测定结果之间无明显差异。     

生物质基活性炭负载镍对CrⅥ的催化吸附性能研究

为了有效处理污水中的重金属铬,本文利用废弃物甘蔗渣负载镍和氮,制备出一种高催化性能的活性炭用于降解吸附污染水体中的Cr~Ⅵ.利用BET、SEM、Raman、XRD、XPS等手段对负载镍生物质基活性炭进行理化性质表征,对其催化吸附Cr~Ⅵ的性能进行评估并探究了其催化吸附机理。结果表明,在甲酸作为辅助催化剂时,负载镍生物质基活性炭对Cr~Ⅵ的最大降解量高达824.38mg/g,并且循环性能优良,活性位点有较高稳定性。而其催化吸附过程涉及到含氧官能团与Cr的络合作用、单质镍与Cr~Ⅵ氧化还原反应、Ni~(3+)和Cr~(3+)共沉淀等作用。     

活性炭超级电容器电极材料放电过程非线性特征研究

论述了活性炭超级电容器材料充放电性能的测试方法步骤和测试结果,在此基础上,通过模拟,确定放电电流随时间的变化规律.建立物理模型,用固体物理理论,从微观角度研究材料的电阻随温度的变化,进而得到活性炭超级电容器材料放电电流强度随温度和放电时间变化规律的解析式,探讨材料原子的非简谐振动对电极材料放电性能的影响.结果表明:(1)电极材料放电电流随时间的变化并不遵从将它作为线性元件处理时的按时间的负指数规律变化,而是非线性减小,减小的情况与温度有关;(2)活性炭超级电容器材料的电阻随温度升高而增大.增大情况与原子振动情况有关:将原子振动作简谐近似处理时,材料的电阻的倒数几乎与温度成反比,考虑到原子非振动后,其电阻随温度升高而增大的情况加剧,温度愈高,非简谐振动项的影响愈大;(3)本文提出的物理模型和采用的理论,能对活性炭超级电容器电极材料放电性能进行有效的研究.     

锰氧化物聚苯胺复合电极材料的制备与性能

本文制备了二氧化锰和聚苯胺碳的复合电级材料(MnO₂-PAnC),测试结果表明MnO₂-PAnC材料为松散结构组成的纳米颗粒. MnO₂-PAnC 材料的比电容最大可达459 F•g^-1,MnO₂-PAnC电极在较高的扫速下循环伏安曲线变形较小,表现出良好的可逆性. 交流阻抗测试结果表明,MnO₂-PAnC 电极电荷传递电阻小,表面离子扩散速度快. 充放电500个循环后,MnO₂-PAnC 电容的保持率仍高于60%. 以上实验结果表明,MnO₂-PAnC 是很好的超级电容器的电极材料.     

硝酸改性活性炭上氧/氮官能团对脱汞性能的促进作用

采用硝酸氧化手段对活性炭进行了表面处理, 并在固定床反应器上测试了其脱除单质汞的性能. 研究表明, 在模拟烟气中硝酸改性活性炭能有效脱除单质汞. 采用元素分析、Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、Boehm滴定、程序升温脱附(TPD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了活性炭表面官能团对其脱汞性能的影响. 结果表明: 硝酸氧化处理能同时增加活性炭表面含氧官能团和含氮官能团的含量. 与改性活性炭的物理性质相比, 其化学性质对脱汞性能的影响更大, 单质汞主要被改性活性炭氧化为HgO而去除. 在脱汞反应中, 羰基、酯基和酸酐等含氧官能团可能是活性吸附位点, 反应后这些官能团被还原为羟基或者醚基; 而吡咯等含氮官能团可能是活性催化位点. 此外, 基于上述表征结果提出了硝酸改性活性炭表面官能团的脱汞机制.     

改性活性炭负载氯化铁催化氧杂蒽衍生物的合成

制备了一种新型改性活性炭负载FeCl₃催化剂(MAC-FeCl₃),并通过红外光谱及等离子体发射光谱等技术手段对其进行了表征。 在MAC-FeCl₃催化下,β-萘酚与醛在PEG200中,于120 ℃反应60~120 min,合成了一系列氧杂蒽类衍生物,收率为79%~93%。 该方法操作简单、产率高、环境友好。 制备的催化剂性能稳定,使用4次仍保持较高活性。     

活性炭脱色对食醋总酸量的影响

研究活性炭脱色对食醋总酸量的影响。以保宁醋稀释10倍为供试品工作液,利用酸碱滴定法采用酸碱指示剂和酸度计同时监测溶液pH的变化确定终点,通过消耗NaOH体积反映对总酸量的影响,监测在450 nm处吸光度的变化反应脱色效果,研究了加入不同活性炭用量和脱色时间对食醋总酸量和脱色效果的影响,同时研究了活性炭脱色对食醋中可能有的几种无色有机酸的酸量的影响。结果表明：只要用活性炭脱色,测定食醋的总酸量总是偏低,活性炭脱色对几种无色有机酸的酸量有不同程度的影响。不能用活性炭脱色后,用指示剂确定终点酸碱滴定法测定食醋的总酸量。